利用相控阵技术对于厚壁钢管的探伤方法研究.pdf

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1、铸造工程生产技术FoundryEngineering利用相控阵技术对于厚壁钢管的探伤方法研究陈树（上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海200070）摘要：对于厚壁钢管的无损探伤，一般采取射线探伤或超声波探伤。但射线探伤和A超探伤所耗费的时间比较长，效率不高。我们可以通过研究超声波中较为先进的相控阵探伤技术来提高效率。对此我们通过试块对比法绘制DAC曲线来验证相控阵技术在钢制厚壁圆管的探伤中的可行性和可靠性。关键词：厚壁钢管，相控阵技术，DAC曲线中图分类号：TG115.28文献标识码：A文章编号：1673-3320（2016

2、）03-0030-03Researchofthick-walledsteelpipetestingmethodusingphasedarraytechnologyCHENShu(ShanghaiMachineBuildingTechnologyInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200070,China)Abstract:Forthenon-destructivetestingofthick-walledsteelpipe,ingeneraluseraytestingorultrasonictesting.Bu

3、traytestingorAultrasonictestingspentmoretimeandlowefficiency.Advancedultrasonicphasedarraytestingtechnologycanimproveefficiency.Thefeasibilityandreliabilityofthethick-walledsteelpipetestingwasverifiedbydrawingaDACcurveoftestblockcomparisonmethod.Keywords:thick-walle

4、dsteelpipe;phasedarraytechnology;DACcurve厚壁钢管是一种非常常见的工件，在汽车、航GB/T6402-2008《钢锻件超声检测方法》标准将空和锅炉等领域都被大量使用，一旦发生损坏将造厚壁钢管试样做成对比试样（见图1）。试样外径成严重的事故，所以对于厚壁钢管的无损检测一直￠78mm，内径￠34mm，长330mm，表是一项重要工序。一般采用射线探伤和超声波探伤面粗糙度不大于3.2μm，将厚壁钢管试样对厚壁钢管进行无损检测，但是射线探伤和普通的对称剖开制成2个试块。1#试块:从内壁处A超探伤所花

5、费的时间都比较长，尤其是射线探伤钻4个￠2mm的平底孔，深度为A=5mm，在现场探伤时有极大的局限性。在超声波探伤中的B=9mm，C=13mm，D=17mm，如图2所相控阵技术日益成熟的今天，将其应用于实际的检示。2#试块:离内壁距离为A=5mm，B=9mm，测工作中会大大提高工作效率和缺陷检出率。为了C=13mm，D=17mm处钻4个大小为将来的工作需要，我们自制了厚壁钢管试样来进行￠3mm的横通孔，如图3所示。2个试块的尺寸误超声波相控阵技术的实际操作。差均不超过0.02mm。1试样制备为了使得研究更有广泛的代表意义，选取

6、了牌号为30CrMoA钢材加工成厚壁钢管试样。按图1自制厚壁钢管试样收稿日期：2016-04-14作者简介：陈树（1986-），男，工程师，主要从事无损检测工作。302016年第3期铸造工程FoundryEngineering利用相控阵技术对于厚壁钢管的探伤方法研究陈树等2）使用OmniScanMX便携式模块相控阵和涡流阵列检测仪进行相控阵超声波探伤由于相控阵探头本身的尺寸较大，与工件#图21厚壁钢管对比试块示意图无法完美耦合，会产生过多杂波，缺陷回波不清晰，扫查速度降低等问题。为了解决相控阵探头与工件的耦合问题，制作了匹配该

7、厚壁钢管的专#用探头楔块（见图6）。图32厚壁钢管对比试块示意图2试验2.1仪器与探头使用Masterscan380超声波探伤仪，探头选用5Z6FG-H双晶探头和2.5Z10×10K1斜探头。仪图6专用探头楔块尺寸和形貌器满足工作频率在1～5MHz，测厚分辨力不低于楔块的制作材质为有机玻璃，声速为0.01mm，测量非线性不大于0.2%。2730m/s，而试块的声速经检测为5890m/s，所使用OmniScanMX便携式模块相控阵和涡流以25mm厚的楔块会在约50mm处产生回波，缺陷阵列检测仪，探头选用5L64-A2型相控阵探头

8、。回波的深度由此回波处开始计算。以72mm为聚仪器满足工作频率在1～5MHz，测厚分辨力不低焦深度，扫查角度-10°～10°对试块进行扫查。于0.01mm，测量非线性不大于0.2%。#1试块￠2mm×17mm平底孔缺陷回波见图7，2.2测量环境#2试块￠3mm×17mm横通孔